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摘 要：页岩气田开发一段时间，因地层能量的下降，引起产量的下降，需要下油管生产。下油管需要采用带压作业施工。通过对当前井生产、井深和井身轨迹等综合因素以及完井管柱进行系统受力分析，并考虑井况、完井管柱理论与实际生产情况，结合页岩气开发的实际，提出带压作业关键参数计算，设计带压作业完井管柱结构，达到延长管住有效使用寿命和页岩气井生产时间的目的。
关键词：页岩气;带压作业;完井;采气管柱
基于采气工程理论，气井临界携液流量受油管直径的影响最明显，所以在低产气井内采用较小通径的油管生产，是提高气井携液能力的首选。采用油管完井有以下优势：
1、避免天然气中携带的砂粒冲蚀套管;
2、可有效地预防和控制井筒积液，发挥页岩气井最大的产能;
3、发生紧急情况时，可提供压井通道。
一、带压作业下油管关键参数计算
（一）、天然气成分分析
施工前，需要了解施工井的井口压力，并且要根据生产井况类似井推算施工井的气层中部压力，施工前需要取样了解该井天然气的成分，确定其是否含有H2S。（二）、对带压下油管的关键参数进行计算。
1、根据当前井口压力计算平衡点
平衡点计算：F截面力=P井口×0.785d2
平衡点位置：β= F截面力/油管单位长度管柱浮重
F最大下推力=F上顶力+F摩擦力
2、计算最大无支撑长度
弯曲载荷计算：
—细长比;E—弹性模量;Fy—管柱的屈服应力。
有效细长比：;SR—有效细长比;L—最大无支撑长度;
r—旋转半径。
As=π（D-d）2/4
I=π（D-d）4/64
As—油管截面积;I—力矩。
因为有效细长比SR大于管柱细长比Cc，因此会发生管柱的整体弯曲（弹性弯曲），并且临界弯曲负荷计算如下：
弯曲负荷：F1=As×30316/SR2
最大下压力F2，若F2>F1，则管柱会发生弯曲。
SR2=As×30316/F上顶力
最大无支撑长度：L=SR×r/K
因此在井口压力恒定时，刚开始下管柱施工中最大无支撑长度小于L，管柱不会发生弯曲。
二、页岩气井油管完井管柱设计
（一）、油管完井管柱结构原理
1、油管钢级及扣型选择
根据XX区块已投产气井天然气组分分析，该井天然气不含H2S，低含CO2，根据SY/T 6194-2003 石油天然气工业油气井套管或油管用钢管，N80 EUE扣油管可满足龙马溪组页岩气开发。
2、带压施工井身结构
根据施工井当前产量、井深、井身结构以及考虑生产过程中需要带壓裂液体等综合因素，选用合适的油管下入，入井油管需要考虑将来可以下入或起出连续油管，封堵连续油管内部空间，避免井内介质进入连续油管内部，便于带压下入油管，主要由堵塞杆工作筒、堵塞器、筛管、导锥等组成。
3、管柱抗拉强度校核
N80油管的抗内外压屈服强度均大于82MPa，以安全系数1.25计算，地层压力应小于65MPa，而某龙马溪页岩气储层地层压力小于40MPa，故在这里不需要计算油管抗压和抗挤强度，只计算抗拉强度。
（二）、带压作业施工步骤
当前页岩气开发中使用的带压作业设备只要有180K、225K、240K等系列。根据要求，带压下入EU N80油管作为主要生产管柱。下入管柱时，管柱安装双工作筒，后期方便管柱投堵及管柱施工作业。油管内堵采用破裂盘和定压接头相结合方式，确保内堵的安全可靠。定压接头下连接3m长筛管，保证满足生产需求，又可以把打掉的堵头回收在筛管里，防止井内落物。
典型带压作业设备组成如图1所示，225K带压作业设备的基本参数如表1所示。
带压作业的施工步骤：
1、拆卸采气树，安装安全防喷器组。
2、安装井口稳定器。
3、安装不压井作业设备。
4、管汇连接。
5、试压。
6、下完井生产管柱。
7、导入油管悬挂器。
8、拆卸带压作业设备和防喷器组。
9、安装采气树。
10、憋破裂盘、定压接头，完工收尾。
三、带压作业总体施工情况
川东某页岩气田一期产建方案部署总井数253口，截止目前已投产近180口井。因为带压作业需要一定的施工周期，在已投产的井中，有120口井下入油管生产，主要采用带压作业下入光油管生产。根据计划，其它生产井也将逐步下入油管进行完井。
结 论
带压作业可最大限度保持储层状态，避免常规作业过程中对储层造成的伤害。该措施在该页岩气田实施效果显著，能够有效避免或减缓水进、减少井底积液，延长气井的自喷周期，是保持地层压力、提高并稳定单井日产量的一个重要手段，具有巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王海涛等.气井CT速度管柱完井技术理论研究[J].石油钻采工艺，2009.31（3）：41-45.
[2]杨贵兴等.带压作业技术研究与应用[J].石油机械，2011.39：59-61.
[3]白晓弘等.速度管柱排水采气技术的应用及改进[J].石油机械，2011.39（12）： 60-62.
[4]谢君佳等.油管尺寸选择及应用[ J].中国石油和化工标准与质量，2011.10（上）： 91.
[5]赵彬彬等. 速度管柱排水采气效果评价及应用新领域[J]. 石油机械，2012.40（11）：62-65.
关键词：页岩气;带压作业;完井;采气管柱
基于采气工程理论，气井临界携液流量受油管直径的影响最明显，所以在低产气井内采用较小通径的油管生产，是提高气井携液能力的首选。采用油管完井有以下优势：
1、避免天然气中携带的砂粒冲蚀套管;
2、可有效地预防和控制井筒积液，发挥页岩气井最大的产能;
3、发生紧急情况时，可提供压井通道。
一、带压作业下油管关键参数计算
（一）、天然气成分分析
施工前，需要了解施工井的井口压力，并且要根据生产井况类似井推算施工井的气层中部压力，施工前需要取样了解该井天然气的成分，确定其是否含有H2S。（二）、对带压下油管的关键参数进行计算。
1、根据当前井口压力计算平衡点
平衡点计算：F截面力=P井口×0.785d2
平衡点位置：β= F截面力/油管单位长度管柱浮重
F最大下推力=F上顶力+F摩擦力
2、计算最大无支撑长度
弯曲载荷计算：
—细长比;E—弹性模量;Fy—管柱的屈服应力。
有效细长比：;SR—有效细长比;L—最大无支撑长度;
r—旋转半径。
As=π（D-d）2/4
I=π（D-d）4/64
As—油管截面积;I—力矩。
因为有效细长比SR大于管柱细长比Cc，因此会发生管柱的整体弯曲（弹性弯曲），并且临界弯曲负荷计算如下：
弯曲负荷：F1=As×30316/SR2
最大下压力F2，若F2>F1，则管柱会发生弯曲。
SR2=As×30316/F上顶力
最大无支撑长度：L=SR×r/K
因此在井口压力恒定时，刚开始下管柱施工中最大无支撑长度小于L，管柱不会发生弯曲。
二、页岩气井油管完井管柱设计
（一）、油管完井管柱结构原理
1、油管钢级及扣型选择
根据XX区块已投产气井天然气组分分析，该井天然气不含H2S，低含CO2，根据SY/T 6194-2003 石油天然气工业油气井套管或油管用钢管，N80 EUE扣油管可满足龙马溪组页岩气开发。
2、带压施工井身结构
根据施工井当前产量、井深、井身结构以及考虑生产过程中需要带壓裂液体等综合因素，选用合适的油管下入，入井油管需要考虑将来可以下入或起出连续油管，封堵连续油管内部空间，避免井内介质进入连续油管内部，便于带压下入油管，主要由堵塞杆工作筒、堵塞器、筛管、导锥等组成。
3、管柱抗拉强度校核
N80油管的抗内外压屈服强度均大于82MPa，以安全系数1.25计算，地层压力应小于65MPa，而某龙马溪页岩气储层地层压力小于40MPa，故在这里不需要计算油管抗压和抗挤强度，只计算抗拉强度。
（二）、带压作业施工步骤
当前页岩气开发中使用的带压作业设备只要有180K、225K、240K等系列。根据要求，带压下入EU N80油管作为主要生产管柱。下入管柱时，管柱安装双工作筒，后期方便管柱投堵及管柱施工作业。油管内堵采用破裂盘和定压接头相结合方式，确保内堵的安全可靠。定压接头下连接3m长筛管，保证满足生产需求，又可以把打掉的堵头回收在筛管里，防止井内落物。
典型带压作业设备组成如图1所示，225K带压作业设备的基本参数如表1所示。
带压作业的施工步骤：
1、拆卸采气树，安装安全防喷器组。
2、安装井口稳定器。
3、安装不压井作业设备。
4、管汇连接。
5、试压。
6、下完井生产管柱。
7、导入油管悬挂器。
8、拆卸带压作业设备和防喷器组。
9、安装采气树。
10、憋破裂盘、定压接头，完工收尾。
三、带压作业总体施工情况
川东某页岩气田一期产建方案部署总井数253口，截止目前已投产近180口井。因为带压作业需要一定的施工周期，在已投产的井中，有120口井下入油管生产，主要采用带压作业下入光油管生产。根据计划，其它生产井也将逐步下入油管进行完井。
结 论
带压作业可最大限度保持储层状态，避免常规作业过程中对储层造成的伤害。该措施在该页岩气田实施效果显著，能够有效避免或减缓水进、减少井底积液，延长气井的自喷周期，是保持地层压力、提高并稳定单井日产量的一个重要手段，具有巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王海涛等.气井CT速度管柱完井技术理论研究[J].石油钻采工艺，2009.31（3）：41-45.
[2]杨贵兴等.带压作业技术研究与应用[J].石油机械，2011.39：59-61.
[3]白晓弘等.速度管柱排水采气技术的应用及改进[J].石油机械，2011.39（12）： 60-62.
[4]谢君佳等.油管尺寸选择及应用[ J].中国石油和化工标准与质量，2011.10（上）： 91.
[5]赵彬彬等. 速度管柱排水采气效果评价及应用新领域[J]. 石油机械，2012.40（11）：62-65.